Einsteins relativiteitstheorie doorstaat zwaarste proef tot nu toe

De ontdekking van een vreemde dubbelster heeft nog maar eens bewezen dat de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein klopt, zo heeft de Europese Zuidelijke Sterrenwacht ESO meegedeeld.

Met de enorme VLT-telescoop van de ESO in Chili en een reeks radiotelescopen elders ter wereld heeft een internationaal onderzoeksteam op 7.000 lichtjaar van ons een bijzonder object ontdekt: een piepkleine, maar ongewoon zware neutronenster die 25 keer per seconde om haar as tolt, en waar eens in de tweeënhalf uur een witte dwergster omheen wentelt, zo staat te lezen op de website van het ESO.

Tweemaal zo zwaar als de zon

De neutronenster is een pulsar die radiogolven uitzendt die met radiotelescopen op Aarde kunnen worden ontvangen. Pulsar PSR J0348+0432 is het overblijfsel van een supernova-explosie en de zwaarst gekende neutronenster tot nu toe. Hij is tweemaal zo zwaar als de zon, maar slechts twintig kilometer groot. De zwaartekracht aan zijn oppervlak is meer dan 300 miljard keer zo sterk als die op Aarde, de materie in zijn kern is zo sterk samengeperst dat een stukje ter grootte van een suikerklontje meer dan een miljard ton weegt.

De begeleidende witte dwerg is volgens de ESO al bijna net zo exotisch: het betreft het gloeiende overblijfsel van een veel minder zware ster die zijn atmosfeer heeft afgestoten en langzaam afkoelt.

Qua zwaartekracht is PSR J0348+0432 werkelijk een extreem object, zelfs in vergelijking met andere pulsars die zijn gebruikt om Einsteins algemene relativiteitstheorie uit 1915 nauwkeurig op de proef te stellen. Die theorie verklaart de zwaartekracht als een gevolg van de kromming van de ruimte-tijd door de aanwezigheid van massa en energie. Sinds haar publicatie, bijna een eeuw geleden, doorstond zij alle tests. Maar zij kan niet de definitieve verklaring zijn en zal ooit tekortschieten, meent de ESO.

‘Precies wat Einsteins theorie voorspelt’

Met een dermate groot gravitatieveld onderwierp de pulsar de theorie meteen aan de strengste toets ooit. Zo’n compacte dubbelster zendt zwaartekrachtsgolven uit en verliest daardoor energie. Dit leidt ertoe dat de afstand tussen de beide objecten heel langzaam verkleint en dat hun omlooptijd afneemt. De algemene relativiteitstheorie en alternatieve theorieën doen uiteenlopende voorspellingen voor die afneming.

‘Onze radiowaarnemingen waren zo nauwkeurig, dat we een verandering in de omlooptijd van acht miljoenste van een seconde per jaar hebben kunnen meten – precies wat Einsteins theorie voorspelt’, besluit teamlid Paulo Freire.